Пенообразователь - Blowing agent

А пенообразователь это вещество, способное производить ячеистая структура через вспенивание обрабатывать различные материалы, которые подвергаются затвердеванию или фаза перехода, Такие как полимеры, пластмассы, и металлы. Обычно они применяются, когда выдувной материал находится в жидкая стадия. Ячеистая структура в матрице снижает плотность, увеличивает тепловую и звукоизоляцию, одновременно увеличивая относительную жесткость исходного полимера.

Вспенивающие агенты (также известные как «пневматогены») или связанные с ними механизмы для создания отверстий в матрице, производящей ячеистые материалы, классифицируются следующим образом:

  • Физические пенообразователи включают ХФУ (однако это озоноразрушающие вещества, запрещенные Монреальский протокол 1987 г.), ГХФУ (заменили CFC, но по-прежнему являются разрушителями озона, поэтому их использование постепенно прекращается), углеводороды (например, пентан, изопентан, циклопентан ) и жидкий CO2. Процесс образования пузырьков / пены является необратимым и эндотермическим, то есть для улетучивания жидкого вспенивающего агента требуется тепло (например, от процесса плавления или химической экзотермии из-за сшивки). Однако при охлаждении вспенивающий агент будет конденсироваться, то есть это обратимый процесс.
  • Химические порообразователи включают: изоцианат и вода для полиуретан, азодикарбонамид для винила, гидразина и других материалов на основе азота для термопластичных и эластомерных пен, и бикарбонат натрия для термопластов. Газообразные продукты и другие побочные продукты образуются в результате химической реакции химического вспенивающего агента, чему способствует тепло процесса производства пены или реагирующего полимера. экзотермический высокая температура. Поскольку происходит реакция продувки с образованием низкомолекулярных соединений, действующих как продувочный газ, дополнительные экзотермический также выделяется тепло. Порошкообразный гидрид титана используется как пенообразователь в производстве металлические пены, поскольку он разлагается с образованием водород газ и титан при повышенных температурах.[1] Гидрид циркония (II) используется с той же целью. После образования низкомолекулярные соединения никогда не превратятся в исходный вспениватель; реакция необратима.
  • Смешанные физико-химические вспениватели используются для производства эластичных пенополиуретанов с очень низкой плотностью. Здесь и химический, и физический обдув используются в тандеме, чтобы уравновесить друг друга в отношении выделяемой и поглощенной тепловой энергии, сводя к минимуму повышение температуры. В противном случае чрезмерное экзотермическое тепло из-за высокой загрузки физического вспенивающего агента может вызвать термическое разложение проявляющегося термореактивного материала или полиуретан материал. Например, чтобы избежать этого в полиуретановых системах, изоцианат и вода (которые реагируют с образованием углекислый газ ) используются в сочетании с жидкостью углекислый газ (который кипит, образуя газообразную форму) в производстве эластичных пенополиуретанов очень низкой плотности для матрасов.[2]
  • Механически полученные пены и пены включают методы введения пузырьков в жидкие полимеризуемые матрицы (например, невулканизированный эластомер в форме жидкого латекса). Методы включают в себя вбивание воздуха или других газов или низкокипящих летучих жидкостей в решетках с низкой вязкостью, или нагнетание газа в цилиндр экструдера или фильеру, или в цилиндры или форсунки для литья под давлением, и обеспечение сдвига / перемешивания шнека для равномерного диспергирования газа с образованием очень мелких пузырьков или раствора газа в расплаве. Когда расплав формуют или экструдируют, а деталь находится под атмосферным давлением, газ выходит из раствора, расширяя расплав полимера непосредственно перед затвердеванием. Вспенивание (аналог взбивания яичных белков с получением безе) также используется для стабилизации вспененных жидких реагентов, например для предотвращения проседания на вертикальных стенах перед отверждением (т.е. предотвращение схлопывания пены и ее соскальзывания с вертикальной поверхности под действием силы тяжести).
  • Растворимые наполнители, например твердые кристаллы хлорида натрия, смешанные с жидкой уретановой системой, которая затем формируется в твердую полимерную часть, хлорид натрия позже вымывается путем погружения твердой формованной части в воду на некоторое время, чтобы оставить небольшие соединенные между собой отверстия в относительно высоких изделия из плотного полимера (например, синтетические кожаные материалы Porvair для верха обуви).
  • Полые сферы и пористые частицы (например, стеклянные оболочки / сферы, эпоксидные оболочки, оболочки из ПВДХ, летучая зола, вермикулит, другие сетчатые материалы) смешиваются и диспергируются в жидких реагентах, которые затем формируются в твердую полимерную часть, содержащую сеть пустот.

Рекомендации

  1. ^ Банхарт, Джон (2000). «Технологии производства пенопластов». JOM. Общество минералов, металлов и материалов. 52 (12): 22–27. Дои:10.1007 / s11837-000-0062-8. Получено 2012-01-20.
  2. ^ "CarDio CO2 Технологический скачок вперед ». Архивировано из оригинал на 2006-05-07. Получено 2012-01-20.